摘要：介紹了場地剪切波波速測試方法、計(jì)算原理及在地土的類型和場地類別劃分和場地的卓越周期計(jì)算中的應(yīng)用。

　　關(guān)鍵詞：剪切波,波速測試,場地類別劃分,卓越周期

　　國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)離不開各種建筑工程建設(shè)，而我國是一個(gè)地震多發(fā)國家，在進(jìn)行建筑工程的建設(shè)時(shí)，抗震設(shè)計(jì)是非常必要的工作。場地波速測試在巖土工程勘察中有著廣泛的應(yīng)用，通過場地波速測試，可以對場地土的類型和場地類別進(jìn)行劃分、計(jì)算場地的卓越周期，為建筑工程的抗震設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

　　1試驗(yàn)方法

　　目前場地波速的測試方法有單孔法、跨孔法和瑞雷面波法。目前使用的較多是單孔法，一般所說的場地波速測試方法主要是指單孔法。單孔法在地面激振，檢波器在一個(gè)垂直鉆孔中接收，自上而下(或自下而上)按地層劃分逐層進(jìn)行檢測。

　　現(xiàn)場測試常用擊板法產(chǎn)生振源。待鉆孔完成后，試驗(yàn)步驟如下：

　　⑴、平整場地，使激振板離孔口的水平距離約1.0~2.0m，上壓重物約500kg或用汽車兩個(gè)前輪壓在木板上，木板規(guī)格為：長約2.0~3.0m，寬約0.3m、厚約0.05m。計(jì)時(shí)觸發(fā)檢波器宜埋于木板中心位置。

　　⑵、接通電源，在地面檢查測試儀正常后，即可進(jìn)行試驗(yàn);

　　⑶、把三分量檢波器放入孔內(nèi)預(yù)定測試點(diǎn)的深度，使檢波器貼緊孔壁。

　　⑷、用大錘沿木板長軸兩個(gè)相反方向水平敲擊板端激發(fā)剪切波，檢波器即可接收由地面激發(fā)產(chǎn)生并經(jīng)土層傳播而來的剪切波信號，信號通過電纜送入儀器放大記錄，存盤完畢，該檢測點(diǎn)測試結(jié)束。

　　⑸、把三分量檢波器轉(zhuǎn)移到下一個(gè)測試點(diǎn)的深度，重新上述測試步驟，直至達(dá)到鉆孔測試深度要求;測試點(diǎn)的位置根據(jù)工程情況及地質(zhì)分層確定，對于厚土層，可以1~2m設(shè)一個(gè)測試點(diǎn)。

　　2計(jì)算公式

　　2.1 層速度。走時(shí)校正后，按下式計(jì)算層速度：

 

　　式中：△hi ——孔中相鄰兩測點(diǎn)的深度之差;

　　△tsi ——孔中相鄰兩測點(diǎn)剪切波垂距走時(shí)之差;

　　△tpi——孔中相鄰兩測點(diǎn)壓縮波垂距走時(shí)之差。

　　2.2等效剪切波速

　　層速度確定后，土層的等效剪切波速應(yīng)按下列公式計(jì)算：

 

　　式中：vse——土層等效剪切波速(m/s);

　　d0——計(jì)算深度(m)，取覆蓋層厚度和20m二者的較小值;

　　t ——剪切波在地面至計(jì)算深度之間的傳播時(shí)間;

　　di——計(jì)算深度范圍內(nèi)第i土層的厚度(m);

　　vsi——計(jì)算深度范圍內(nèi)第i土層的剪切波速(m/s);

　　n——計(jì)算深度范圍內(nèi)土層的分層數(shù)。

　　2.3 卓越周期計(jì)算

　　場地卓越周期根據(jù)場地現(xiàn)場剪切波測試結(jié)果，按以下公式計(jì)算：

 

　　式中：T——場地地基土的卓越周期(s);

　　hi——第i層土層厚度(m);

　　vsi——第i層土的剪切波速度(m/s);

　　n——土層層數(shù)。

　　3應(yīng)用實(shí)例

　　某工廠工地，祥勘，24#孔、68#孔，測試原始曲線、剪切波波速曲線、場地土層劃分如圖1、圖2所示。試驗(yàn)孔土層等效剪切波速、卓越周期及特征周期如表1所示。經(jīng)綜合分析，結(jié)合該場地覆蓋層厚度情況，按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010對場地的場地土類型和場地類別作如下結(jié)論： 1、場地土類型為中軟土;2、場地類別為Ⅱ類。

　　試驗(yàn)孔土層等效剪切波速、卓越周期及特征周期統(tǒng)計(jì)成果表

　　5結(jié)語

　　通過剪切波波速測試了解場地地層結(jié)構(gòu)和劃分場地類別簡單有效。但是由于測試儀器、測試場地平整、地層復(fù)雜情況等客觀干擾原因和“擊板法”中擊打木板激振能量的隨機(jī)性、測試人員的判度誤差等主觀干擾因素，剪切波波速測試存在一定誤差。所以測試人員不僅應(yīng)具有良好的理論知識，還要有豐富的現(xiàn)場測試經(jīng)驗(yàn)，才能提高剪切波波速測試的精度。